一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究

《一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10255学号：2150490硕士学位论文MASTERDISSERTATION一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究SynthesisandElectrochemicalPerformanceofOne-DimensionalTextileYarnElectrodeMaterials研究生：金春专业：化学工程与技术指导老师：朱泉答辩日期：2018年1月17日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的

2、内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口学位论文

3、作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究摘要随着今年来化石燃料能源的枯竭和严重的环境污染问题，人们迫切需要开发一种环保无污染的新能源。因此，近年来像超级电容器、电池等储能材料已经越来越受到人们的关注和研究。在各种电化学储能器件中，超级电容器具有快速的充放电、高的能量密度、高的比电容、质量轻、体积小、使用寿命长和安全等优点。近年来，随着柔性可穿戴电子设备的不断发展，一维柔性超级电容器受到了极大的关注。一维柔性超级电容器可实现与纺织纱线混纺和编

4、织，有利于嵌入传统服装结构中。本课题采用普通的纺织棉纱线作为柔性纱线超级电容的基底材料，利用棉纱线自身良好的柔性和机械性能。通过在其表面进一步的生长双电层和赝电容材料，从而进一步制备对称型一维柔性纱线超级电容器及电极材料。具体研究内容如下：（1）通过浸渍-烘干法在棉纱线表面生长一层导电的石墨烯，接着在通过原位聚合方法在棉纱线/石墨烯（CT/G）的表面构筑聚苯胺纳米线阵列层，从而制备棉/石墨烯/聚苯胺（CT/G/PANI）复合电极材料。这种三维的电极结构有助于促进电解液离子的扩散。石墨烯片层形成的三维导电网络大大增强了电子传输。通过石墨

5、烯片与聚苯胺I一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究纳米线的桥连，进一步增加了聚苯胺的电化学活性表面积和电子传输。独特的电极结构赋予CT/G/PANI纱线电极以优异的电化学性能。在5mV/s扫速时，最大面积比电容和电容保持率分别达到246mF/cm²和3800次循环后的98%。由CT/G/PANI电极材料制制备的对称型纱线全固态超级电容器在840.9μW/cm²的功率密度下，实现了9.7μWh/cm²的高能量密度。（2）通过化学镀方法在棉纱线表面生长一层高导电性的金属镍层，接着通过水热法在棉纱线/镍（CT/Ni）表面构筑三维的C

6、o-Ni双氢氧化物（Co-NiLDH）纳米片状结构，从而制备CT/Ni/Co-NiLDH复合电极材料；该三维电极结构有助于促进电解液离子扩散。电子传输也通过高导电金属镍层而被大大的提高。CT/Ni/Co-NiLDH电极表现出优异的电化学性能。扫描速度为5mV/s时，最大面积比电容达2到1.26F/cm。采用CT/Ni/Co-NiLDH电极制作的对称型全固态纱线超级电容器，在功率密度为43.99μW/cm²时，能量密度达到9.3μWh/cm²。2000次循环后其循环稳定性为79%。关键词：棉纱线、石墨烯、聚苯胺、钴-镍双氢氧化物、全固态

7、超级电容器II一维织物纤维基电极材料的合成及电化学性能研究SynthesisandElectrochemicalPerformanceofOne-dimensionalTextileYarnElectrodeMaterialsABSTRACTWiththedepletionoffossilfuelenergyandtheseriousenvironmentalpollutionissues,developingcleanenergysourcesisveryimportant.Inrecentyears,energystoragede

8、vicessuchassupercapacitorsandbatterieshavedrawnmoreandmoreattentionbecausetheycanpowervariouselectronicdevices